SU822291A1 - Photoelectric converter - Google Patents

Photoelectric converter Download PDF

Info

Publication number
SU822291A1
SU822291A1 SU782636665A SU2636665A SU822291A1 SU 822291 A1 SU822291 A1 SU 822291A1 SU 782636665 A SU782636665 A SU 782636665A SU 2636665 A SU2636665 A SU 2636665A SU 822291 A1 SU822291 A1 SU 822291A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
bus
emitters
photoelectric converter
emitter transistors
emitter
Prior art date
Application number
SU782636665A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Алексеевич Березкин
Евгений Борисович Володин
Геннадий Сергеевич Рычков
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1631
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1631 filed Critical Предприятие П/Я А-1631
Priority to SU782636665A priority Critical patent/SU822291A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU822291A1 publication Critical patent/SU822291A1/en

Links

Landscapes

  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

Изобретение относитс  к оптоэлектронике и может быть использовано в быстродействующих системах обработки оптической информации, в частности в голографических запоминающих устройствах . Известны фотоэлектрические полупроводниковые преобразователи на фотодиодах l и 2 . Их недостатками  вл 1 тс  низка  порогова  фоточувствительность (10 Дж/элемент) и низкое быстродействие .. Известен фбтоэлектрический полупроводниковый преобразователь, представл ющий собой интегральную матрицу ,  чейка которой имеет двухэмиттерный фототранзистор. Однотипные эмиттеры транзисторов  чеек соединены взаимно перпендикул рными шинамиг 3. Недостатком этого фотопреобразовател   вл етс  длительный переходный процесс при переключении слабых световых сигналов (много более 1 мкс В результате, на высоких .частотги это устройство не позвол ет реализовать чувствительность выше 10 10 дж/элемент , к тому же чувствительность ограничиваетс  помехами от сигналов управлени  и темновым током утечки, который сильно зависит от температуры, удваива сь при увеличении ее на . Таким образом недостатками указанного фотопреобразовател   вл етс  низкое быстродействие и низка  порогова  чувствительность и узкий температурный диапазон. Современные системы обработки оптической информации требуют высокой чувствительности фотопреобразовател  1СГ-10 Дж/элемент при быстродействии 10 Гц, в широком температурном диапазоне (-60) -(+80С). Цель изобретени  - повышение быстродействи  и пороговой фоточувствительности в расширенном температурном диапазоне. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фотоэлектрическом преобразователе , содержащем два двухэмиттерных тринзистрра, первые из эмиттеров которых соединены с шиной управлени , вторые из эмиттеров - с соответствующими дифференциальными шинами считывани , а коллекторы - с шиной смещени , и шину питани , оба двухэмит терных транзистора выполнены инжекционными и их инжекторы соединены сThe invention relates to optoelectronics and can be used in high-speed optical information processing systems, in particular in holographic storage devices. Known photoelectric semiconductor converters on photodiodes l and 2. Their disadvantages are 1 mc low threshold photosensitivity (10 j / element) and low speed. A photoelectric semiconductor converter is known, which is an integrated matrix whose cell has a two-emitter phototransistor. Single-type emitters of cell transistors are connected by mutually perpendicular tires 3. The disadvantage of this photoconverter is a long transient process when switching weak light signals (much more than 1 µs) As a result, at high frequencies this device does not allow a sensitivity higher than 10 10 j / element In addition, sensitivity is limited by interference from control signals and dark leakage current, which is strongly dependent on temperature, doubling as it increases by. Thus, the disadvantages The specified photovoltaic converter is a low speed and low threshold sensitivity and a narrow temperature range. Modern optical information processing systems require high sensitivity of a 1CG-10 J photocell / element at a speed of 10 Hz, in a wide temperature range (-60) - (+ 80С). of the invention is an increase in speed and threshold photosensitivity in the extended temperature range. The goal is achieved by the fact that in a photoelectric converter containing two earwire trinzister, the first of the emitters of which are connected to the control bus, the second of the emitters - with the corresponding differential readout buses, and the collectors - with the displacement bus, and the power bus, both two-emitter transistors are injection and their injectors are connected to

шиной питани , причем, один из транзисторов заключен в светонепроницаемое покрытие.The power bus, moreover, one of the transistors is enclosed in an opaque coating.

Инжектор создает оптимальный рабочий режим фотопреобразовател , благодар  чему его быстродействие увеличиваетс  на 3-4 пор дка. При этом, однако, порогова  чувствительность фотопреобразовател  ухудшаетс  из-за возросших темновых токов. В общем чувствительность ограничиваетс  помехами от сигналов управлени  темновыми токами утечки через р-п переходы и темновыМи токами, вызванными инжектором . Применение в каждой  чейке одинаковых полупроводниковых приборов с затемнением одного из них и подключением выходов к дифференциальному усилителю позвол ет скомпенсировать все указанные помехи, сохранив быстродействие. Помехи, св занные с изменением температуры также компенсируютс , так как приборы  чейки одинаковы и наход тс  в одинаковых услови х.The injector creates an optimal operating mode of the photoconverter, due to which its speed increases by 3-4 times. In this case, however, the threshold sensitivity of the photoconverter is deteriorated due to the increased dark currents. In general, sensitivity is limited by interference from control signals of dark leakage currents through pn junctions and dark currents caused by an injector. The use of identical semiconductor devices in each cell with dimming one of them and connecting the outputs to a differential amplifier allows one to compensate for all the mentioned interferences, while maintaining speed. Interferences associated with temperature changes are also compensated for, as the cell devices are the same and under the same conditions.

На фиг.1 представлена электрическа  схема предлагаемого фотоэлектрического преобразовател ; на фиг.2 конструкци  одного из вариантов устройства .Figure 1 shows the electrical circuit of the proposed photoelectric converter; 2, the construction of one of the embodiments of the device.

Фотоэлектрический преобразователь содержит шину 1 сме1цени , две одинаковых фоточувствительных полупроводниковых структуры, например фототранзисторы 2 и 3. Свет воздействует на фототранзистор 2  чейки, а фототранзистор 3 защищен светонепроницаемым покрытием. Фототранзисторы  чейки двухэмиттерные ,п-р-п типа с общим коллектором 4. Сигналы управлени  подаютс  на их базы 5 через емкость 6 р-п-перехода, образованного базой и эмиттером 7. Эмиттеры 8 транзисторов 2 и 3, принадлежащих определенному столбцу, подсоединены к соответствующим дифференциальным шинам 9 считывани . В качестве инжектора, обеспечивающего рабочий режим больших токов р-п-переходов (следовательно режим малых посто нных времени) , в каждом приборе используетс  транзистор р-п-р типа, образованный подложкой 10 (эмиттер), эпитаксиальным слоем коллектора 4 (база) и базой 5 п-р-п транзистора (коллектор). Устройство имеет шину 11 управлени  и шину 12 питани .The photoelectric converter contains bus 1 cm, two identical photosensitive semiconductor structures, for example, phototransistors 2 and 3. Light affects the phototransistor 2 cells, and the phototransistor 3 is protected by an opaque coating. Phototransistors are two-emitter cells, pnp type with common collector 4. Control signals are sent to their bases 5 through a capacitance of 6 pn-junctions formed by the base and emitter 7. The emitters 8 of transistors 2 and 3 belonging to a specific column are connected to corresponding differential readout tires 9. As an injector providing the operating mode of large pn-junction currents (hence the mode of small constant times), each device uses a pnp type transistor formed by the substrate 10 (emitter), the epitaxial layer of the collector 4 (base) and base 5 npp transistor (collector). The device has a control bus 11 and a power bus 12.

Оба фототранзистора каждой  чейки работают в динамическом режиме с накоплением зар да. Сигналы управлени  по шине 11 управлени  поступают на базы фототранзисторов 5 через барьерные емкости б эмиттерных переходов 7. Они обеспечивают зар дку барьерньйс емкостей 6 фототранэисторов , которые в паузе между импульсами управлени  разр жаютс  фототоком, темновым током утечек и генератором тока. Очевидно, сигналы помех и темновые токи,  вл ющиес  одинаковыми у р дом расположенных фототранзисторов интегральной схемы; компенсируютс  на дифференциальном усилителе, и на выходе усилител  реализуетс  сигнал, пропорциональный освещенности.Инжекторы разр жают частично барьерные емкости б и, тем самым, обеспечивают выве цение фототранзисторов при импульсном опросе в режим больших токов, соответствующий малым посто нным времени . Инжекторы могут разр жать емкости б либо посто нным (как это показано на фиг,2), либо импульсным током в паузах между импульсами генератора опроса, обеспечива  величину зар да дырок, в 4-10 раз превосход щую величину максимального зар да фототока .Both phototransistors of each cell operate dynamically with charge accumulation. The control signals on the control bus 11 are fed to the bases of the phototransistors 5 through the barrier capacitances of the emitter junctions 7. They charge the barrier capacitances of the 6 phototransistors, which in the pause between the control pulses are discharged by the photocurrent, the dark leakage current and the current generator. Obviously, noise signals and dark currents are the same for a number of integrated phototransistors of the integrated circuit; are compensated at the differential amplifier, and a signal proportional to the illumination is realized at the output of the amplifier. The injectors discharge partially the barrier capacitances b and, thus, ensure the output of the phototransistors during a pulse survey to a high current mode corresponding to a small constant time. The injectors can discharge capacitances b either constant (as shown in FIG. 2) or pulsed current in the pauses between the pulses of the interrogation generator, providing a hole charge 4-10 times higher than the maximum charge of the photocurrent.

Предлагаемый фотопреобразователь выгодно отличаетс  от известного темThe proposed phototransducer favorably differs from the known

что он обеспечивает ВЫСОКУЮ пороговуюthat it provides a HIGH threshold

-f4 -1Ь светочувствительность (10 -10Дж/элемент ), широкий температурный диапазон (-60) -(+80°с) и высокое быстродействие (10 с). Это расшир ет область применени  предлагаемого фотопреобразовател  по сравнению с известным .-f4 -1b sensitivity (10 -10J / cell), wide temperature range (-60) - (+ 80 ° s) and high speed (10 s). This expands the field of application of the proposed photoconverter in comparison with the known one.

Claims (3)

1.Фотоэлектрический преобразователь , содержащий два двухэмиттерных транзистора, первые из эмиттеров которых соединены с шиной управлени , вторые из эмиттеров - с соответствующими дифференциальными шинами считывани , а коллекторы - с шиной смещени , и шину питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и чувствительности преобразовател , двухэмиттерные транзисторы выполнены инжекционными и их инжекторы соединены с шиной питани .1. A photoelectric converter containing two two-emitter transistors, the first of which emitters are connected to the control bus, the second of the emitters to the corresponding differential readout buses, and the collectors to the bias bus, and the power bus, which is different in that with the aim of increasing speed and transducer sensitivities, two emitter transistors are injection molded and their injectors are connected to the power rail. 2.Преобразователь по п.1, о т личающийс  тем, что один из двухэмиттерных транзисторов заключен в светонепроницаемое покрытие2. The converter according to claim 1, characterized in that one of the two emitter transistors is enclosed in an opaque coating Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Патент США 3614775, кл. 340-173, 1971.1. US patent 3,614,775 cl. 340-173, 1971. 2.Патент США № 3689900, кл.340-137, 1972.2. US patent number 3689900, CL.340-137, 1972. 3. Tujctsu Sientific Technical Journal, 1972 , September, p.l37151 (прототип).3. Tujctsu Sientific Technical Journal, 1972, September, p.l37151 (prototype). Фи.Phi.
SU782636665A 1978-07-04 1978-07-04 Photoelectric converter SU822291A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782636665A SU822291A1 (en) 1978-07-04 1978-07-04 Photoelectric converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782636665A SU822291A1 (en) 1978-07-04 1978-07-04 Photoelectric converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU822291A1 true SU822291A1 (en) 1981-04-15

Family

ID=20773617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782636665A SU822291A1 (en) 1978-07-04 1978-07-04 Photoelectric converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU822291A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6157035A (en) Spatially modulated detector for radiation
JPS6149822B2 (en)
US4190851A (en) Monolithic extrinsic silicon infrared detectors with charge coupled device readout
US3624428A (en) Electric signal processing circuit employing capacitively scanned phototransistor array
US6781169B2 (en) Photodetector with three transistors
FI901304A0 (en) MONOLITISKT INTEGRERBAR TRANSISTORKOPPLING FOER BEGRAENSANDE AV OEVERGAOENDE POSITIVA HOEGSPAENNINGAR, SAOSOM T. EX. SK ESD-IMPULSER FOEREKOMMANDE I SAMBAND MED ELEKTROSTATISKA URLADDNINGAR.
GB1492708A (en) Semiconductor optical image sensing device
US4737832A (en) Optical signal processor
EP0260824B1 (en) Circuit for a photosensitive pixel with exposed blocking element
CA2116793A1 (en) Pin-type light receiving device, manufacture of the pin-type light receiving device and optoelectronic integrated circuit
US4023048A (en) Self-scanning photo-sensitive circuits
US4585934A (en) Self-calibration technique for charge-coupled device imagers
SU822291A1 (en) Photoelectric converter
US4183034A (en) Pin photodiode and integrated circuit including same
US4682203A (en) Solid-state image pickup device with photographic sensitivity characteristics
US4746804A (en) Photosensitive pixel with exposed blocking element
US3452206A (en) Photo-diode and transistor semiconductor radiation detector with the photodiode biased slightly below its breakdown voltage
GB1592373A (en) Photodetector
EP0877426B1 (en) A method for shortening the time response of a radiation detector and a detector using that method
SU758252A1 (en) Photoelectric converter
US4019199A (en) Highly sensitive charge-coupled photodetector including an electrically isolated reversed biased diffusion region for eliminating an inversion layer
US4266237A (en) Semiconductor apparatus
KR930701836A (en) Photon excited variable capacitance effect device
KR970004849B1 (en) Photo sensor
US4567430A (en) Semiconductor device for automation of integrated photoarray characterization